第1章 第2节 第2课时 化学电源-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步核心辅导与测评(鲁科版)
第2课时 化学电源
新课标要求 | 素养对接 |
1.能列举常见的化学电源。 2.能利用相关信息分析化学电源的工作原理。 3.能正确书写电极反应和电池反应方程式。 | 1.科学探究:了解不同化学电源的工作原理。 2.社会责任:了解各类电池的生产工艺和回收价值,新型电池的开发。 |
一、化学电池的分类
种类 | 特点(分类依据) | 实例 |
一次电池 | 放完电以后不能再使用 | 锌锰干电池、碱性锌锰干电池 |
二次电池 | 充电、放电可循环进行 | 铅蓄电池、镍氢电池 |
燃料电池 | 可通过不断充入燃料、氧化剂,连续使用 | 氢氧燃料电池、CH4燃料电池 |
二、常见的化学电池
1.锌锰干电池(一次电池)
项目 | 酸性锌锰干电池 | 碱性锌锰干电池 | |
电极 | 锌筒作负极,石墨作正极 | ||
电解质 | 氯化铵和氯化锌 | 氢氧化钾 | |
电极 反应 | 负极 | Zn-2e-===Zn2+ | Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O |
正极 | 2MnO2+2NH | 2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH- | |
电池反应 | Zn+2MnO2+2NH4Cl ===Mn2O3+ZnCl2+2NH3+H2O | Zn+2MnO2+H2O ===ZnO+2MnOOH | |
2.铅蓄电池(二次电池或可充电池、蓄电池)
(1)组成
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正极:PbO2;负极:Pb;电解质:H2SO4溶液。
(2)工作原理
蓄电池的放电反应和充电反应表示如下:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)
①请写出铅蓄电池放电时的电极反应式
负极:Pb(s)+SO(aq)-2e-===PbSO4(s);
正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO(aq)+2e-===PbSO4(s)+2H2O(l)。
②放电过程中,电解质溶液的pH变大,理由是H2SO4不断被消耗,使c(H+)减小,pH增大。
(3)优缺点:性优、价低、可多次充放电,但单位质量的电池释放的电能少。
3.燃料电池(二次电池)
(1)氢氧燃料电池用Pt作电极,不断充入燃料(H2)和氧化剂(O2),分别在两极发生氧化反应和还原反应,电池总反应式是2H2+O2===2H2O。
(2)燃料电池的应用前景
燃料电池具有能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点,已成为一种发展前景十分广阔的化学电源。
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探究任务一 常见化学电源的工作原理及特点
[问题探究] 图1是可充放电的铅蓄电池,图2 是银锌纽扣电池,你了解它们的工作原理吗?它们的电池反应分别是什么?
我的思考______________________________________________________
提示:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O;Ag2O+Zn===ZnO+2Ag。
常见化学电池的比较
(1)一次电池:活泼金属作负极,参与电极反应,放电完成后,不能再使用。
(2)二次电池:两电极都参与电极反应,可充电、放电,循环使用。
(3)燃料电池:两电极都不参与电极反应,不断充入的物质分别在两极发生反应,可连续使用。
人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池,其电极反应式为:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。根据反应式判断氧化银是( )
A.负极 被氧化 B.正极 被还原
C.负极 被还原 D.正极 被氧化
[解析] 一次电池中负极发生氧化反应(失电子),正极发生还原反应(得电子),由Ag2O→Ag可知Ag2O得电子发生还原反应。
[答案] B
Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为:2AgCl+Mg===Mg2++2Ag+2Cl-。有关该电池的说法正确的是( )
A.Mg为电池的正极
B.负极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-
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